СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ МИКРОПОВРЕЖДЕНИЙ В ПАРТИЯХ ЗЕРНА ПРИ УБОРКЕ УРОЖАЯ КОМБАЙНАМИ Российский патент 2005 года по МПК A01D41/127 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способу определения механических микроповреждений в партиях зерна пшеницы и других культур в период уборки урожая комбайнами.

Любые механические воздействия на зерно пшеницы и других культур снижают его прочность. При этом механические повреждения с нарушением (макроповреждения) или без нарушения (микроповреждения) целостности зерна сказываются на его технологических и семенных достоинствах. Микроповреждения практически не изменяют физико-механических свойств зерна, поэтому при сортировании и очистке они остаются в зерновой массе.

Для определения количества механических микроповреждений зерна пшеницы применяют два способа: первый - органолептический, второй - биологический. Иногда применяют одновременно два способа при оценке механических микроповреждений зерна пшеницы (Методика определения механических повреждений зерна машинами и влияние их на посевные качества семян. М.: Россельхозиздат. 1972).

Органолептический заключается в том, что каждое зерно просматривают под лупой. Зерно, имеющее микротравмы, выделяют. Мелкие микроповреждения зерна остаются иногда незамеченными даже под лупой, а также с целью обнаружения более крупных повреждений, применяют окрашивание зерна анилиновыми и другими красителями, которые облегчают обнаружение микроповреждений, но затрудняют выделение поверхностных и глубоких микроповреждений. Этот недостаток окрашивания устраняют применением двойного окрашивания зерна в 0,5%-ном растворе йода, в йодистом калии, затем зерна промывают водой и для осветления поверхности зерна в течение полминуты обрабатывают 0,1%-ным раствором едкого калия и вновь промывают водой. После двойного окрашивания все зерна просматривают под лупой. Наряду с окрашиванием используют способ обесцвечивания в кипящих растворах некоторых химических соединений (2%-ный раствор гипохлорита натрия или 2-3%-ный раствор едкого калия). После кипячения зерно промывают водой и просматривают через лупу.

Степень повреждения поверхности зерен определяют при помощи измерительного микроскопа. Каждое зерно со всех сторон рассматривают под микроскопом, устанавливают тип микроповреждений и измеряют величину нарушенной поверхности зерна, площадь которой выражают в квадратных микронах. Степень травмирования выражают в процентах поврежденной площади к суммарной площади зерна средней исходной пробы. Определение степени травмирования зерна таким способом является относительно точным, однако требуются тщательные и трудоемкие замеры, а также дополнительные расчеты. Способы окрашивания и обесцвечивания зерна перед просмотром его под лупой повышают точность определения количества микроповреждений зерна, их применяют только в специальных исследованиях при небольших объемах работ, так как они требуют большого времени на проведение анализа и специального оборудования, красящих и других химических соединений (Методика определения механических повреждений зерна машинами и влияние их на посевные качества семян. М.: Россельхозиздат, 1972).

Органолептический способ не позволяет определить количество скрытых внутренних повреждений (вмятины, ушибы, внутренние трещины), которые можно определить только косвенным путем, по величине снижения всхожести.

Биологический способ заключается в том, что о количестве микроповреждений судят по лабораторной или полевой всхожести зерна. Недостатками этого способа является то, что он дает только относительное значение количества микроповрежденного зерна в образце или партии, так как снижение всхожести может быть вызвано отчасти и другими причинами (наличие беззародышевых, недоразвитых, поврежденных вредителями или болезнями зерен, условиями проращивания), а не только механическими повреждениями. К тому же этот способ не дает возможности установить типы микроповреждений отдельных зерен, а определения всхожести требуют 7-10 дней и специального оборудования (Методика определения механических повреждений зерна машинами и влияние их на посевные качества семян. М.: Россельхозиздат, 1972).

Однако этот способ остается единственным для определения количества скрытых внутренних повреждений зерна путем определения величины снижения всхожести внешне целого зерна, прошедшего через машину, по сравнению со всхожестью зерна контрольного образца. При определении скрытых внутренних повреждений зерна, нанесенных при обмолоте молотильным устройством, всхожесть такого зерна из бункера комбайна сравнивают со всхожестью зерна ручного обмолота. Меньшая всхожесть свидетельствует о скрытых внутренних повреждениях зародыша. Однако биологический способ не раскрывает наличия скрытых внутренних микроповреждений эндосперма и их влияния на структурно-механические и технологические свойства зерна.

В последнее время для оценки структурно-механических свойств зерна, а следовательно, и механических внутренних микроповреждений (косвенно) используют показатель твердозерность, для определения которого разработано множество способов. По расходу электроэнергии на измельчение зерна, индексу шелушения, дисперсности продуктов измельчения (индексу размера частиц ИРЧ), величине отражения инфракрасных лучей судят о структрно-механических свойствах зерна. Применение приборов инфракрасной спектромии сдерживается их высокой стоимостью. Однако все эти способы применяют для оценки чистых селекционных сортов.

Для определения структурно-механических свойств зерна используют прибор, принцип работы которого основан на определении прочности зерен с помощью рычажного механизма с подвижным противовесом. Передвигая противовес на направляющей рычага, постепенно увеличивают силу давления, действующую в направлении продольной оси зерна до тех пор, пока не произойдет деформация оболочки зерна.

Для определения прочности зерен используют прибор ПМТ-3, оснащенный алмазными пирамидками. Сущность способа основана на вдавливании в контролируемую пробу алмазной пирамидки при усилии 200 г и измерении длины диагонали оставшегося отпечатка. После этого определяют микротвердость как отношение силы вдавливания к площади отпечатка (кг/мм²).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является способ определения прочности отдельных зерен на основе дробления. Прочность оценивается величиной измерения отношения между силой и временем дробления зерен пшеницы (Поснова Л.П., Беркутова Н.С. Современные методы оценки технологических свойств пшеницы по твердозерности. М., ЦНИИИТЭИ хлебопродуктов, 1990).

Данный способ реализован в приборе непрерывного действия CAST-НаТ, который работает следующим образом. Каждое зерно захватывается вакуумным сборником и укладывается в одну из восьми вогнутых чащ, находящихся на поворотном диске. Поворотный диск вращается в соответствии с заданным углом. Чаша поднимается ведомым вращающимся кулачком до дробильной головки. Зависимость между силой и временем фиксируется в процессе дробления датчиком давления и передается через усилитель на систему обработки данных. После измерения поворотный диск выдвигается вперед для удаления раздробленного зерна из чаши сжатым воздухом.

Недостаток данного технического решения состоит в том, что в процессе разрушения зерна дроблением оно все в обязательном порядке должно быть разрушено, что означает невозможность определения внутренних скрытых механических микроповреждений зерна, поскольку определяются прочностные характеристики ботанических сортов зерна пшеницы.

Целью изобретения является определение количества скрытых внутренних микроповреждений в партиях зерна пшеницы механическим разрушением зерновки.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом механическом способе определения скрытых внутренних механических микроповреждений зерна пшеницы после уборки урожая комбайнами применяют энтолейторы-стерилизаторы зерна РЗ-БЭЗ (скорость ротора 1200...1800 об/мин) или муки РЗ-БЭМ (скорость ротора до 3000 об/мин), которые предназначены для обеззараживания (стерилизации) зерна или муки посредством уничтожения вредителей, т.е. в них уничтожаются живые организмы. Состоящим из корпуса, рабочих органов и привода. Внутри корпуса, на валу электродвигателя закреплен ротор, состоящий из двух стальных дисков толщиной 5,1-5,5 мм и диаметром 430 мм. Между дисками расположены два концентричных ряда втулок (40 шт. в ряду). Диаметр втулок наружного ряда равен 14 мм, а внутреннего - 10 мм. Диски соединены между собой винтами через отверстия во втулках. В которых зерно пшеницы мягкой или твердой под воздействием ударных нагрузок подвергают разрушению, если имеется скрытая форма зараженности зерна. При этом битых или разрушенных полноценных зерен после обеззараживания (стерилизации) должно быть не более 1,0% при влажности зерна 16-17% и является побочным эффектом технологического процесса обеззараживания. Чтобы повысить эффективность обеззараживания и предотвратить повторный удар зерна о детали ротора, внутренняя поверхность отражательного кольца выполнена под углом к вертикальной оси в направлении разгрузки зерна (Демский А.Б. и др. Оборудование для производства муки и крупы. Справочник. Санкт-Петербург. 2000. С.144-146). Однако, если зерно "механически прослаблено" по прочности из-за механического микроповреждения, то ударное воздействие втулок и кольца ротора энтолейтора-стерилизатора зерна или муки вызывают разрушение, т.е. количество битых и разрушенных зерен пшеницы мягкой или твердой будет больше 1,0%.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что скрытые внутренние механические микроповреждения зерна определяются посредством его разрушения механическим способом в энтолейторах-стерилизаторах зерна или муки, и по степени разрушения зерна судят о количестве скрытых внутренних микроповреждениях эндосперма. Таким образом, можно сделать вывод о соответствии критерию изобретения "новизна" заявляемого способа. Известно техническое решение (Поснова Л.П., Беркутова Н.С. Современные методы оценки технологических свойств пшеницы по твердозерности. М., ЦНИИИТЭИ хлебопродуктов, 1990), в которых скрытые внутренние механические микроповреждения зерна практически невозможно определить. Применение энтолейторов-стерилизаторов не только для обеззараживания зерна явной и скрытой (личинки внутри зерновки) формы, но и для механического разрушения зерна в совокупности с другими признаками позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "изобретательский уровень".

Способ осуществляется следующим образом. Для определения скрытых внутренних механических микроповреждений оболочки и эндосперма берут пробу зерна влажностью 16-17% из партии массой 10,0 кг в пятикратной повторности по общеизвестным методикам. В каждой пробе отбирают пять контрольных проб, посредством которых определяют количество дробленого зерна в пробах массой 10,0 кг. Далее это зерно массой 10,0 кг пропускают через энтолейтор-стерилизатор зерна или муки (скоростной режим которого более жесткий до 3000 об/мин), работающих на устойчивом технологическом режиме. После пропуска проб зерна массой 10,0 кг через энтолейтор-стерилизатор муки (зерна) в каждой пробе отбирают пять контрольных проб, в которых определяют количество дробленого зерна по общеизвестным методикам (Методика определения механических повреждений зерна машинами и влияние их на посевные качества семян. М.: Россельхозиздат, 1972). Из значения дробления зерна после пропуска через энтолейтор-стерилизатор вычитают значения дробления зерна до пропуска. Полученное значение дробления зерна сравнивают со значением дробления зерна по техническим требованиям (не более 1,0%). Если дробление зерна получают более 1,0%, то это означает, что партия зерна пшеницы "механически прослаблено" по прочности скрытыми внутренними микроповреждениями. И чем больше величина дробления зерна после пропуска, тем больше "механически прослаблено" по прочности зерно скрытыми внутренними микроповреждениями в партиях пшеницы. По процентному значению дробления зерна судят о скрытых внутренних механических микроповреждениях зерна в партии пшеницы. Если дробление зерна равно 1,0% и меньше, то это зерно нормального качества по скрытым внутренним механическим микроповреждениям, а если дробление зерна составляет более 1,0%, то оно "механически прослаблено" по прочности микроповреждениями.

Использование предлагаемого способа определения скрытых внутренних механических микроповреждений эндосперма и оболочки зерновки обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:

Механический способ определения скрытых внутренних механических микроповреждений оболочки и эндосперма зерновки обеспечивает оперативность в их определении и более точное диагностирование технологических свойств зерна пшеницы, что весьма важно в последующем для операций поверхностной обработки зерна, а также позволяет рекомендовать более рациональные технологические режимы обработки зерна машинами в технологии переработки зерна в муку и управлять качеством обмолота хлебной массы комбайнами в период уборки урожая.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ включает отбор проб зерна и определение количества дробленого зерна в пробах. Затем зерно подвергают механическому воздействию со стороны ротора энтолейтора-стерилизатора и снова берут пробы и определяют количество дробленого зерна в пробах. Из полученного количества дробленого зерна после воздействия на зерно ротора энтолейтора-стерилизатора вычитают количество дробленого зерна до пропуска через энтолейтор-стерилизатор. Полученную разность сравнивают со значением дробления зерна энтолейтером-стерилизатором по техническим требованиям, составляющим не более 1%, и по количеству разрушенного зерна судят о степени механических внутренних микроповреждений в партиях зерна. Способ обеспечивает оперативное определение и точное диагностирование технических свойств зерна пшеницы. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ определения механических микроповреждений зерна при уборке урожая комбайнами, включающий механическое разрушение зерна, отличающийся тем, что сначала берут пробы зерна и определяют количество дробленого зерна в пробах, далее это зерно подвергают механическому воздействию со стороны ротора энтолейтора-стерилизатора зерна или муки и снова берут пробы и определяют количество дробленого зерна в пробах, из которого вычитают количество дробленого зерна до пропуска через энтолейтор-стерилизатор зерна или муки, полученное значение дробления зерна сравнивают со значением дробления зерна энтолейтором-стерилизатором по техническим требованиям, составляющим не более 1,0%, и по количеству разрушенного зерна судят о степени механических внутренних микроповреждений в партиях зерна.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что если дробление зерна пшеницы получают более 1,0%, то партию зерна считают «механически прослабленным» по прочности механическими внутренними микроповреждениями, а если дробление зерна получают меньше или равным 1,0%, то партию зерна считают нормального качества по механическим внутренним микроповреждениям.